Menschen und die meisten Tiere, Pflanzen und Pilze beziehen ihre Energie hauptsächlich aus chemischen Reaktionen zwischen Sauerstoff und organischen Verbindungen wie Zucker. Mikroben sind jedoch auf ein breiteres Spektrum unterschiedlicher Reaktionen zur Energiegewinnung angewiesen. Beispielsweise helfen Reaktionen zwischen Sauerstoff und Wasserstoff hydrotrophen Bakterien, tief im Erdinneren zu überleben. Frühere Forschungen haben auch gezeigt, dass solche Reaktionen die Entwicklung des ersten Lebens auf der Erde beflügelt haben könnten.
Es ist seit langem bekannt, dass das Silizium in diesen Gesteinen mit Wasser unter Bildung von Wasserstoff reagieren kann, wenn Steine bei Erdbeben auf der Erde zerstört und zerkleinert werden. Der Hauptautor Sean McMagon, ein Geomikrobiologe an der Yale University, und seine Kollegen wollten herausfinden, ob Marsquakes genug Wasserstoff erzeugen können, um Mikroben zu unterstützen, die möglicherweise auf dem Roten Planeten leben.
Wissenschaftler haben spezielle Gesteinsarten untersucht, die entstehen, wenn Steine bei Erdbeben zerkleinert werden. Proben aus Schottland, Kanada, Südafrika, den Scilly-Inseln vor der Küste Englands und den Äußeren Hebriden Schottlands wurden analysiert und zeigten, dass sie hunderte Male mehr eingeschlossenes Wasserstoffgas zurückhalten als umgebende Gesteine, die nicht bei dieser Art des Mahlens geboren wurden.
"Diese Ergebnisse sind sehr interessant und aufregend, weil wir nie gedacht hätten, dass wir so etwas finden würden", sagt McMagon.
Die Wissenschaftler sagen, dass der Wasserstoff in den von ihnen analysierten Proben reichlich genug war, um die sich entwickelnden Hydrogenotrophen auf der Erde zu unterstützen.
„Unsere Ergebnisse tragen zu einem breiteren Bild bei, wie geologische Prozesse das mikrobielle Leben unter extremen Bedingungen unterstützen können“, sagt McMagon. "Wir dachten, dass es in den unterirdischen Kilometern nicht viel Nahrung gibt, aber in den letzten Jahrzehnten haben Wissenschaftler entdeckt, dass die Erde dort eine riesige Menge an Biomasse enthält, vielleicht bis zu 20% der gesamten Biomasse auf dem Planeten."
Wie Marsquakes und Wasser sich zusammengetan haben könnten, um auf dem Mars Wasserstoff zu erzeugen, haben frühere Studien gezeigt, dass die Marsoberfläche einst mit flüssigem Wasser gefüllt war. Es wurde auch bestätigt, dass es auf dem Roten Planeten in einer Tiefe von durchschnittlich 5 Kilometern möglicherweise noch große Wasserreserven unter der Erde gibt. Trotzdem sind Erdbeben auf dem Mars viel seltener als auf der Erde, da es heute auf dem Roten Planeten keinen Vulkanismus oder Plattentektonik gibt.
Dennoch stellen die Forscher fest, dass konservative Modelle von Marsquakes, die auf Daten des NASA Mars Global Surveyor basieren, zeigen, dass der Rote Planet im Durchschnitt alle 34 Tage ein solches Ereignis von 2 Größen und alle 4500 Jahre von 7 Größen erfährt. Infolgedessen können Erdbeben im gesamten Mars durchschnittlich 11 Tonnen Wasserstoff pro Jahr erzeugen, was ausreicht, um sporadisch mikrobielle Aktivitätsherde aufrechtzuerhalten.
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"Dieser Wasserstoff könnte wahrscheinlich kleine Mengen an Biomasse unterstützen", sagt McMagon. „Trotzdem passt es in das wachsende Bild der Biosphäre, das der Mars unterstützen könnte. Wenn Sie sich Bakterien und andere Mikroorganismen auf der Erde ansehen, werden Sie feststellen, dass einige von ihnen unglaublich lange ruhen können, dann aufwachen und sich vermehren und dann etwa weitere 10.000 Jahre lang wieder einschlafen."
McMahon bemerkte, dass selbst jene Gesteine, denen Wasser fehlt, bei Erdbeben Wasserstoffgas erzeugen können. Dies deutet darauf hin, dass beim Mahlen von Gesteinen Wasserstoff freigesetzt werden kann, der normalerweise chemisch an die Gesteine gebunden ist. Der genaue chemische Prozess bleibt jedoch abzuwarten.
Im Jahr 2018 wird die InSight-Mission mit der Messung der seismischen Aktivität auf dem Mars beginnen. Die Verfügbarkeit aktueller Daten zu Marsquakes wird zeigen, wie richtig Wissenschaftler sein können.
ILYA KHEL
